Згідно з деякими сучасними теоріями матерія, яка заповнювала собою Всесвіт у перші моменти часу після Великого Вибуху, перебувала у вкрай екзотичному стані так званого кваркового «супу», кваркового-глюонної плазми. І нещодавно групі дослідників вдалося отримати в лабораторних умовах сверхгорячі і сверхмалі крапельки такого кваркового «супу» в лабораторних умовах, що дозволило їм «озирнутися назад в часі», на найперші мікросекунди через моменту Великого Вибуху.
За рахунок деяких хитрощів вченим вдалося отримати крапельки плазми, які мають певну форму - кола, еліпса і трикутника. Плазма створювалася в надрах великого прискорювача частинок, Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), який знаходиться в Національній лабораторії Брукхейвена і який зіштовхує протони і нейтрони, розігнані до релятивістських швидкостей.
Що ж саме являє собою кваркового-глюонна плазма? Це - подібне рідини стан матерії, в якому вона може існувати тільки при дуже високих температурах, значення яких здатні «зламати мозок» недосвідченій людині. При таких температурах кварки ще не можуть об'єднатися і сформувати звичайні елементарні частинки, такі, як протони і нейтрони, з яких, в свою чергу, формуються атоми. І такі температури знаходяться десь на позначці в 4 трильйони градусів за шкалою Цельсія.
Природно, що така висока температура не може утримуватися самостійно довгий час, через короткий проміжок плазма охолоджується і з її кварків і глюонів формуються звичайні елементарні частинки. Але цього короткого проміжку вченим досить для вивчення матерії, що знаходиться в первинному вигляді, що дає їм можливість вивчити найперші моменти історії Всесвіту.
Головним результатом проведеного експерименту PHENIX є те, що вченим вдалося отримати достовірні докази того, що властивості кварковой плазми дуже близькі до властивостей ідеальної рідини, що володіє властивістю надплинності - нульовим значенням коефіцієнта в'язкості і поточної, за рахунок цього, в будь-якому напрямку без тертя і опору. Те, що кваркова плазма є ідеальною рідиною, учені знали досить давно, але у них не було ніякої впевненості в тому, що ці властивості плазми збережуться на мікроскопічному масштабі. Саме для підтвердження властивостей ідеальної рідини, крапельок кварковой плазми була надана певна форма. І якби плазма не була ідеальною рідиною, крапельки не змогли б зберігати додану їм форму досить довгий час. Однак, отримані результати свідчать про те, що кваркова плазма завжди є рідина, навіть в самому мінімальній кількості. Під час експериментів форму зберігали навіть крапельки плазми, породжені зіткненням всього декількох протонів.
Найближчим часом вчені з лабораторії Брукхейвена займуться модернізацією наявного у них обладнання експерименту PHENIX, який після цього отримає назву sPHENIX. Оновлене обладнання дозволить вченим одержувати ще менші краплі кварковой плазми, розігріті до ще більшої температури. Це, в свою чергу, наблизить учених ще на кілька мікро- або пікосекунд ближче до моменту «віртуального» Великого Вибуху і залишить їм більше часу для вивчення властивостей одного з найбільш екзотичних станів матерії.
Стаття опублікована в журналі Nature Physics
